105. Podstawy ultrasonografii opartej o zjawisko
Dopplera

Efekt Dopplera – zjawisko obserwowane dla fal,
polegaj

ą

ce na powstawaniu ró

ż

nicy

cz

ę

stotliwo

ś

ci, a tym samym i długo

ś

ci fali, wysyłanej

przez

ź

ródło fali oraz zarejestrowanej

przez obserwatora, który porusza si

ę

wzgl

ę

dem

ź

ródła

fali. Dla fal rozprzestrzeniaj

ą

cych si

ę

w o

ś

rodku, takich jak na przykład fale d

ź

wi

ę

kowe, efekt

zale

ż

y od pr

ę

dko

ś

ci obserwatora

oraz

ź

ródła wzgl

ę

dem o

ś

rodka, w którym te fale si

ę

rozchodz

ą

.

W obrazowych badaniach diagnostycznych cenn

ą

informacj

ę

jest nie tylko kształt

anatomicznych struktur, lecz tak

ż

e kierunek i pr

ę

dko

ść

poruszania si

ę

tkanek. Ruch takich

płynów ustrojowych jak krew mo

ż

na obserwowa

ć

mierz

ą

c

zmiany cz

ę

stotliwo

ś

ci oraz fazy

fal d

ź

wi

ę

kowych odbitych od płyn

ą

cej cieczy.

Efekt Dopplera wykorzystywany jest tak

ż

e w metodzie

laserowo-dopplerowskiego
pomiaru ukrwienia skóry, która pozwala na nieinwazyjny
pomiar stopnia ukrwienia tkanek
skóry wła

ś

ciwej przy diagnozowaniu takich schorze

ń

jak

cukrzyca czy zespół Raynaud.

Ź

ródło fali porusza si

ę

wzgl

ę

dem o

ś

rodka, w którym

rozchodzi si

ę

fala, a obserwator

spoczywa wzgl

ę

dem tego o

ś

rodka. W czasie równym

jednemu okresowi fali T

0

ź

ródło

przebywa drog

ę

:

s= v

zr

* T

0

Długo

ść

fali emitowanej przez

ź

ródło jest powi

ą

zana z

długo

ś

ci

ą

fali odbieranej

nast

ę

puj

ą

cym wzorem:

λ

0

=

λ

+ v

zr

* T

0

Zale

ż

no

ś

ci dla fal:

λ

= v / f

T=1/ f
St

ą

d :

v / f

0

= v / f + v

zr

/ f

0

Prowadzi to do wzoru na cz

ę

stotliwo

ść

fali odbieranej:

f = f

0

* [v / (v - v

zr

)]

gdzie:
s - droga,

T

0

- okres fali generowanej przez

ź

ródło,

λ

- długo

ść

fali odbieranej przez obserwatora,

λ

0

- długo

ść

fali generowanej przez

ź

ródło,

v - pr

ę

dko

ść

fali,

f - cz

ę

stotliwo

ść

fali odbieranej przez obserwatora,

f

0

- cz

ę

stotliwo

ść

fali generowanej przez

ź

ródło,

v

zr

- składowa pr

ę

dko

ś

ci

ź

ródła wzgl

ę

dem obserwatora,

równoległa do kierunku ł

ą

cz

ą

cego te

dwa punkty.